一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的定位裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，尤其涉及小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線和定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]單相接地故障是配電系統(tǒng)最常見的故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。由于樹障、配電線路上絕緣子單相擊穿、單相斷線以及小動物危害等諸多因素引起的。單相接地不僅影響了用戶的正常供電，而且可能產(chǎn)生過電壓，燒壞設(shè)備，甚至引起相間短路而擴大事故。雖然單相接地故障是電力系統(tǒng)中發(fā)生率最高的故障，但是對于單相接地故障的精確定位卻一直未能得到很好的解決。
[0003]目前，小電流接地系統(tǒng)包括中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點經(jīng)高阻抗接地等。當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，雖不影響正常供電，但可能會導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生工頻過電壓、諧振過電壓、弧光接地過電壓等，從而引發(fā)絕緣擊穿，導(dǎo)致系統(tǒng)短路事故，擴大事故范圍及事故損失。另外，小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，故障點往往只流過系統(tǒng)的電容電流或經(jīng)補償后的殘流，該電流較小，故障特征不明顯，因而難以檢測和定位故障位置，正確選擇故障線路也比較困難，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的供電可靠性和安全穩(wěn)定運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種采用可控干擾信號對小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線和定位方法，用以解決小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線和定位問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的定位裝置，該裝置由可控干擾信號源、信號監(jiān)測終端兩部分組成；其中，可控干擾信號源由電壓互感器、測量控制器、可控電力電子開關(guān)器件、接地電阻依序連接構(gòu)成；信號監(jiān)測終端，根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運行維護需要，分散安裝在配電線路的不同位置上；整個可控干擾信號源安裝在小電流接地系統(tǒng)的電源側(cè)，位于母線或出線斷路器外側(cè)。
[0007]本發(fā)明所述電壓互感器和接地電阻均采用可選配器件。
[0008]一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的定位裝置使用方法，可控電力電子開關(guān)器件間歇性導(dǎo)通的過程中，步驟a被執(zhí)行，包括:
[0009]al.可控干擾信號源和信號監(jiān)測終端實時采集電流瞬時值；
[0010]a2.根據(jù)采集到的電流瞬時值，獲取電流擾動信號；
[0011]a3.信號監(jiān)測終端根據(jù)電流擾動信號，進行故障定位。
[0012]本發(fā)明步驟a3包括:
[0013]a31.將所述信號監(jiān)測終端進行編號；
[0014]a32.判斷最后一個檢測到電流擾動信號的信號監(jiān)測終端和第一個未接檢測電流擾動信號的信號監(jiān)測終端之間的位置為故障發(fā)生位置。
[0015]本發(fā)明通過改變所述可控電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角控制電流擾動信號的幅值；通過改變所述可控電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通時間控制電流擾動信號的頻譜。
[0016]本發(fā)明當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，通過安裝在母線或線路上的電壓互感器以及測量控制器檢測到零序電壓或電壓不平衡度，從而判斷出系統(tǒng)發(fā)生了單相接地故障。
[0017]本發(fā)明測量控制器驅(qū)動非接地相的可控電力電子開關(guān)器件間歇性導(dǎo)通；這樣就在受控的非接地相、接地相、接地點、大地、可控干擾信號源之間的閉合電路中產(chǎn)生了受控制的電流擾動信號；
[0018]本發(fā)明安裝在上述所述的閉合電路中的信號監(jiān)測終端能夠采集到受控制的電流干擾信號；安裝在其它位置的信號監(jiān)測終端不能檢測到該電流干擾信號；所有檢測到受控電流干擾信號的信號監(jiān)測終端發(fā)出報警信息，從而能夠判斷故障位置，也能夠選擇出故障線路；
[0019]本發(fā)明所述的信號監(jiān)測終端發(fā)出的報警信息的具體方式是:①通過通信系統(tǒng)發(fā)送到遠(yuǎn)方的故障監(jiān)測主站系統(tǒng)；②信號監(jiān)測終端在本地通過狀態(tài)變化告知電力線路維護人員。
[0020]本發(fā)明所述的電壓互感器可以采用變電站或線路上已經(jīng)裝設(shè)的母線電壓互感器或者線路電壓互感器，因而所述的電壓互感器是可選配器件。
[0021]本發(fā)明所述的接地電阻是為了防止在所述的控制過程中，發(fā)生導(dǎo)通角和導(dǎo)通時間的控制錯誤而設(shè)置的保護用電阻；因而所述的接地電阻是可選配器件。
[0022]本發(fā)明測量控制器驅(qū)動可控電力電子開關(guān)器件，使非接地相與大地間歇性導(dǎo)通，并且導(dǎo)通角和導(dǎo)通時間能夠被控制。
[0023]本發(fā)明通過可控干擾信號源產(chǎn)生可控電信號，在不對電力系統(tǒng)造成任何不良影響的前提下，形成電壓和電流波形上的小擾動；利用信號監(jiān)測終端對電流擾動進行特征提取和分析，實現(xiàn)故障定位。在不影響線路正常工作的前提下，對單相接地故障進行準(zhǔn)確定位。原理簡單，定位準(zhǔn)確度高，成本較低，易于推廣。
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的工作示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的原理示意圖。
[0027]圖3是本發(fā)明的故障定位流程示意圖。
[0028]圖4是本發(fā)明的晶閘管導(dǎo)通角為15度時晶閘管導(dǎo)通前后電流波形圖。
[0029]圖5是本發(fā)明的晶閘管導(dǎo)通角為20度時晶閘管導(dǎo)通前后電流波形圖。
[0030]圖6是本發(fā)明的晶閘管導(dǎo)通角為25度時晶閘管導(dǎo)通前后電流波形圖。
[0031]圖7是按照本發(fā)明提取出的擾動電流的波形。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0033]一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的定位裝置，該裝置由可控干擾信號源、信號監(jiān)測終端兩部分組成；其中，可控干擾信號源由電壓互感器、測量控制器、可控電力電子開關(guān)器件、接地電阻依序連接構(gòu)成；信號監(jiān)測終端，根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運行維護需要，分散安裝在配電線路的不同位置上；整個可控干擾信號源安裝在小電流接地系統(tǒng)的電源側(cè)，位于母線或出線斷路器外側(cè)。所述電壓互感器和接地電阻均采用可選配器件。
[0034]一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的定位裝置使用方法，可控電力電子開關(guān)器件間歇性導(dǎo)通的過程中，步驟a被執(zhí)行，包括:
[0035]al.可控干擾信號源和信號監(jiān)測終端實時采集電流瞬時值；
[0036]a2.根據(jù)采集到的電流瞬時值，獲取電流擾動信號；
[0037]a3.信號監(jiān)測終端根據(jù)電流擾動信號，進行故障定位。
[0038]本發(fā)明步驟a3包括:
[0039]a31.將所述信號監(jiān)測終端進行編號；
[0040]a32.判斷最后一個檢測到電流擾動信號的信號監(jiān)測終端和第一個未接檢測電流擾動信號的信號監(jiān)測終端之間的位置為故障發(fā)生位置。
[0041]本發(fā)明通過改變所述可控電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角控制電流擾動信號的幅值；通過改變所述可控電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通時間控制電流擾動信號的頻譜。